DE711846C

DE711846C - Cooling device for piston rings of pistons for internal combustion engines

Info

Publication number: DE711846C
Application number: DEA87818D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Eduard Woydt
Original assignee: Argus Motoren GmbH
Current assignee: Argus Motoren GmbH
Priority date: 1938-08-14
Filing date: 1938-08-14
Publication date: 1941-10-08

Description

Kühleinrichtung für Kolbenringe von Kolben für Brennkraftmaschinen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Kolbenringe von Kolben für Brennkraftmaschinen, insbesondere Schnellläufer.Cooling device for piston rings of pistons for internal combustion engines The present invention relates to a cooling device for piston rings of pistons for internal combustion engines, especially high-speed runners.

Es sind bereits Kolben vorgeschlagen worden, bei denen in der Hauptsache der Kolbenboden und teilweise sogar nur dessen Mitte gekühlt wird. Durch diese Art Kühlung wird ohne entsprechenden Nutzen sehr viel Wärme in das Kühlmittel überführt und der Hauptzweck einer solchen Kühlung, nämlich das Verhindern des Festbrennens der Kolbenringe, beispielsweise bei Hochleistungszylindern insbesondere von Zweitaktmaschinen, auf diese Weise überhaupt nicht mehr erreicht.Pistons have already been proposed in which in the main the piston crown and sometimes even only its center is cooled. Through this way Cooling, a great deal of heat is transferred into the coolant without any corresponding benefit and the main purpose of such cooling is to prevent sticking of the piston rings, for example in high-performance cylinders, especially in two-stroke engines, in this way no longer achieved at all.

Weiterhin ist es bekannt, bei einem Kolben mit Kreuzkopfführung, d. h. also einem Kolben für langsam laufende Maschinen, das Kühlmittel sowohl mit dem Kolbenboden als auch mit den Ringen in Berührung zu bringen. Bei einer solchen Ausführungsform wird das Kühlmittel infolge der großen Wärmeaufnahme des Kolb ns rasch sehr heiß, und infolgedessen mußt die zur wirksamen Kühlung des Kolbens erforderliche Flüssigkeitsmenge außerordentlich groß bemessen werden. So große ölmengen können aber nicht durch eine Bohrung in die Pleuelstange gefördert werden, während es andererseits bei schnell laufenden Maschinen nicht möglich ist, für die Zuführung des Kühlmittels z. B. Posaunenrohre oder Gelenkrohre anzuordnen.Furthermore, it is known in a piston with crosshead guide, d. H. So a piston for slow running machines, the coolant with both the To bring the piston crown as well as the rings into contact. In such an embodiment the coolant quickly gets very hot due to the large amount of heat absorbed by the piston, and consequently the amount of fluid required to effectively cool the piston must be be dimensioned extremely large. But such large quantities of oil cannot get through a hole in the connecting rod while on the other hand at fast running machines is not possible for the supply of coolant z. B. Trumpet reeds or to arrange articulated pipes.

Durch die vorliegende Erfindung wird nun eine Kühleinrichtung @ für Kolbenringe von Kolben für Brennkraftmaschinen geschaffen, durch die eine wirksame Kolbenkühlung auch bei schnell laufenden Hochleistungsmaschinen ermöglicht wird.The present invention is now a cooling device @ for Piston rings created by pistons for internal combustion engines, through which an effective Piston cooling is also made possible in high-speed machines that run at high speed.

Die neue Vorrichtung, bei welcher der dem Kolbenboden nächstliegende Kolbenring in einem U-förmigen Futter angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Futter von einem vorzugsweise U-förnligen Kühlkanal umgeben ist, welcher zur Verhütung von Wärmedurchgang gegen den Kolbenboden und in radialer Richtung gegen den Kolbenkörper mit Isolierschichten geschützt ist. Hierdurch kann der Kühlkanal auf kleinstem Raum angeordnet «erden, und die Einrichtung bedingt nur den gering stmöglicheii Aufwand an Gewicht und hierdurch eine sehr nützliche Verkleinerung der bei Schnellauf beachtlichen Massenkräfte. Man kann mit etwa '/,i der Kühlmenge auskommen, die bei den bekannten Kolbenkühlungen notwendig ist. Dieses Merkmal bedingt auch eine entsprechende Verkleinerung des ölkühlers und der gesamten umlaufenden Kühlinittelinenge. Durch die angeordneten Isolierschichteii wird ein Verkoken der verhältnismäßig dünnen ölkanäle mit Sicherheit vermieden.The new device in which the closest to the piston crown Piston ring is arranged in a U-shaped chuck, is characterized that the U-shaped chuck is surrounded by a preferably U-shaped cooling channel, which to prevent heat transfer against the piston crown and in the radial direction against the piston body is protected with insulating layers. Through this the cooling duct can be arranged in the smallest of spaces, and the device is conditional only the lowest possible expenditure of weight and thus a very useful one Reduction of the inertia forces, which are considerable at high speed. With about '/, i get by with the amount of cooling required for the known piston cooling systems. This Feature also requires a corresponding reduction in the size of the oil cooler and the entire circumferential coolant length. Through the arranged Isolierschichteii a Coking of the relatively thin oil channels avoided with certainty.

Der erfindungsgemäß angeordnete Kühlkanal wird in geeigneter «'eise mit Kühlmittel gespeist. Als Kühlmittel kann beispielsweise Schmieröl dienen, das zweckmäßig von den Lagern des Kolbenbolzens aus zugeführt wird, oder bei Zweitaktmotoren Spülluft.The cooling duct arranged according to the invention is suitably used fed with coolant. As a coolant, for example, lubricating oil can serve is expediently supplied from the bearings of the piston pin, or in two-stroke engines Purge air.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Die Figuren zeigen je eine mit der erfindungsgemäßen Kühlung versehene Kolbenhälfte, teilweise in erschiedene Ebenen geschnitten. Gleiche Zeichen verweisen auf gleiche Teile.The invention is illustrated in the drawing, for example. The figures each show a piston half provided with the cooling according to the invention, partially cut into different levels. The same characters refer to the same Parts.

Nach der Ausführungsform der Fig. i ist der mit i bezeichnete Kolbenboden beispielsweise mit Gewinde 2 auf den Kolbenschaft 3 aufgeschraubt oder anderweitig befestigt. Auf der Unterseite des Kolbenbodenrandes ist eine Ausnelimung .l und in dem oberen äußeren Rand des Kolbenschaftes 3 eine Ausnehmung 5 angebracht, in die, getrennt durch eine Schicht isolierenden Stoffes 6, ein metallener Hohlring 7 eingesetzt ist, der auf seiner Außenseite eine Nut 8 zur Aufnahme eines Kolbenringes aufweist. Der Hohlraum g des Ringes 7 ist zweckmäßig so ausgebildet, daß er die Nut 8 umgreift und so eine gute Kühlung des Kolbenringes sicherstellt. Der Ring 7 wird durch einen auf seiner Unterseite befestigten Haltering io in einer entsprechenden ringförmigen Rinne i i des Kolbenschaftes festgehalten.According to the embodiment of FIG. I, the piston head marked i is for example screwed onto the piston skirt 3 with thread 2 or otherwise attached. On the underside of the edge of the piston crown there is a recess .l and in the upper outer edge of the piston skirt 3, a recess 5 is attached, in which, separated by a layer of insulating material 6, a metallic hollow ring 7 is used, which has a groove 8 on its outside for receiving a piston ring having. The cavity g of the ring 7 is expediently designed so that he the Groove 8 engages and thus ensures good cooling of the piston ring. The ring 7 is secured to its underside by a retaining ring io in a corresponding annular groove i i of the piston skirt held.

Der Zufluß, des Kühlmittels erfolgt durch die Bohrung 12, die von der Innenseite des Kolbenbolzenlagers 13 ausgeht und die den Haltering io durchsetzt. Der Ausfluß des Kühlmittels .erfolgt durch eine oder mehrere geeignet angebrachte Ausflußleitungen 15, die in das Innere des Kolbens frei einmünden und so einen Kühlmitteldurchlauf durch die Kühlräume des Kolbenringfutters ermöglichen.The inflow of the coolant takes place through the bore 12, which is from the inside of the piston pin bearing 13 goes out and penetrates the retaining ring io. The outflow of the coolant takes place through one or more suitably attached Outflow lines 15 which open freely into the interior of the piston and thus a coolant passage through the cooling chambers of the piston ring chuck.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist die die Ringnut 8 bildende äußere Wandung 16 des Kühlkanals 9 mit ihrer oberen Kante bei 1 7 am Kolbenboden angeschweißt. Hierdurch ist es möglich, den obersten Ring nahe an den Kolbenboden. zu legen, wodurch die flammenberührte Kolbenoberfläche möglichst klein gehalten wird. Bei vier Zweitaktmaschine strömen ja die heißen Gase beim öftnungsvorgang der Kanäle mit hoher Geschwindigkeit an der Kolbenzone oberhalb des ersten Ringes vorbei, ehe der Ring den Kanal öffnet. Das Hochlegen des obersten Ringes bedeutet daher einen erheblichen Vorteil.In the embodiment of FIG. 2, the annular groove 8 is formed outer wall 16 of the cooling channel 9 with its upper edge at 1 7 on the piston head welded on. This makes it possible to bring the top ring close to the piston crown. to place, whereby the piston surface in contact with the flame is kept as small as possible will. With four two-stroke machines, the hot gases flow during the opening process of the channels at high speed at the piston zone above the first ring pass before the ring opens the canal. The raising of the top ring means therefore a significant advantage.

Die obere und hintere Seite des Kühlkanals 9 wird durch ein Blech 18 gebildet, weiches durch Luft- oder sonstige Isolierschichten i9, 2o vom Kolbenboden und i@olbenschaft isoliert ist, und der Boden des Kühlkanals durch die ringförmige Scheibe 21, die von den Zu- und Ablaufleitungen für das Kühlmittel durchsetzt ist. Zum sicheren Sitz des Kolbenringfutters dient noch ein Haltering 22.The upper and rear side of the cooling channel 9 is through a sheet metal 18 formed, soft by air or other insulating layers i9, 2o from the piston crown and i @ olbschaft is insulated, and the bottom of the cooling channel through the annular Disc 21 through which the inlet and outlet lines for the coolant pass. A retaining ring 22 is also used to ensure that the piston ring chuck is securely seated.

Als Kühlmittel kann bei einer Zweitaktnzaschine Luft verwende( werden, welche aus den Spülkanälen beim Darübergleiten des Kolbens in die sich nach außen öffnende Kühlleitung 12 und 23 eintreten kann. Durch die Leitung 15 verläßt die Luft dann v.ieder die Kühleinrichtung des Kolbenringes.Air can be used as coolant in a two-stroke machine, which from the flushing channels when the piston slides over into the outward opening cooling line 12 and 23 can occur. Through the line 15 leaves the Air then v.ieder the cooling device of the piston ring.

Claims

PATENT CLAIM: Cooling device for piston rings of pistons for internal combustion engines, especially high-speed runners in which the piston ring closest to the piston crown is arranged in a U-shaped chuck, characterized in that the U-shaped Lining (7, 16) is surrounded by a U-shaped I> ühllianal (9), which is used for prevention of heat transfer against the piston head (1) and in the radial direction against the Piston body (3) is protected with insulating layers (6, 19, 20).